高速铁路构件厂智能生产线技术研究

高速铁路构件厂智能生产线技术研究

王海亭、王征、王壮壮、张刚、陈君宝、申杰

中铁三局集团第六工程有限公司 陕西 宜君  727200

摘要：随着科技进步和高速铁路建设的快速推进，智能生产线技术在高速铁路构件厂中的应用日益显著。研究涉及多个生产线的技术内容，如钢筋笼、全自动钢筋网片、型钢拱架、小导管和格栅钢架生产线。其中，焊接机器人技术在型钢拱架和格栅钢架生产中表现出其关键价值。此外，针对小导管和钢筋网片的全自动化研究，以及智能焊接机器人的焊接原理研究，都是智能生产线技术的重要创新方向。

关键词：智能生产线；高速铁路；钢筋笼；型钢拱架；焊接机器人

一、高速铁路构件厂智能生产线技术的研究内容

高速铁路构件厂的智能生产线技术涉及多个领域，每个生产线都是针对特定构件和工程需求进行精细化、自动化的生产，以确保生产效率和产品质量。

钢筋笼生产线中，钢筋笼作为混凝土构件的骨架，其制造过程至关重要。这种结构通常由多根钢筋组成，经过特定的编排和连接方式，形成一个稳定的框架结构。在这个生产线上，每根钢筋都需要经过切割、弯曲和定位，确保其准确无误地组装在一起。为了满足这一需求，智能生产线采用了高度精密的机械设备和先进的控制系统，减少了人工误差，提高了生产效率。

全自动钢筋网片生产线为混凝土板、墙和其他构件提供了关键的加固材料。钢筋网片由交叉的钢筋组成，形成一个稳定的网格结构。在生产过程中，机器自动切割、弯曲并焊接钢筋，制成规定尺寸和形状的网片。这一流程的自动化不仅大大提高了生产速度，还确保了每个网片都有着一致的质量标准。

型钢拱架生产线主要是为隧道、桥梁和其他重大工程项目提供支撑构件。拱架的生产要求高度精确，因为它们需要在各种环境和压力下保持稳定。这意味着每一个拱架都必须经过严格的设计、计算和质量控制。智能生产线上，型钢经过精密的切割、弯曲和组装，确保其结构强度和稳定性。

全自动小导管生产线则专门针对预应力混凝土构件。预应力是一种提高混凝土承载能力和耐久性的技术，它通过在混凝土内部加入高强度的预应力钢筋或钢束来实现[1]。小导管是这些钢筋或钢束的“容器”，它们必须具有高度的强度和稳定性。在智能生产线上，每一个导管都经过严格的制造和检测流程，确保其性能达到标准。

格栅钢架生产线专门用于制造大型建筑或结构所需的网格状钢构架。这些构架能够提供稳定的支撑，承受大量的荷载和压力。智能生产线使用了先进的技术和设备，确保每一个格栅都具有出色的性能和质量。

二、高速铁路构件厂智能生产线采用的关键技术

高速铁路构件厂智能生产线采用的关键技术为整个生产过程带来了革命性的改变，其中尤为突出的是焊接机器人技术。焊接作为连接金属材料的主要方法，其质量直接影响到构件的性能和使用寿命。因此，如何确保焊接的精确性和质量始终是制造行业追求的目标。

对于型钢拱架焊接来说，由于型钢拱架通常用于承受大量荷载，所以其焊接质量尤为重要。拱架的结构通常较为复杂，涉及多个焊接点和不同的焊接角度。这使得传统的人工焊接方式难以确保每一个焊接点都达到标准。而焊接机器人技术正好解决了这一问题。这种机器人拥有多关节灵活的机械臂，可以模仿人的手臂动作，从而在复杂的空间中进行精确的焊接。通过编程控制，焊接机器人可以实现高度一致的焊接效果，确保每一个焊接点都达到设计要求。此外，机器人焊接还具有速度快、效率高的优势，大大提高了生产效率。

与型钢拱架焊接相似，格栅钢架焊接机器人技术也同样突出。格栅钢架是由大量的钢条组成的网状结构，每一个交叉点都需要进行焊接。在传统的生产方式中，这种大量、重复的焊接工作不仅费时费力，而且难以确保每一个焊接点的质量。焊接机器人则可以轻松应对这一挑战。它可以在短时间内完成大量的焊接工作，而且每一个焊接点都具有高度的一致性和质量。通过先进的感应技术和控制系统，焊接机器人可以自动检测焊接位置，确保焊接深度和角度都达到要求。此外，机器人还可以自动调整焊接参数，如焊接电流、电压和速度，以适应不同的焊接条件[2]。

三、高速铁路构件厂智能生产线技术的创新点

高速铁路构件厂智能生产线技术的创新点反映了制造业向更高精度、更高效率的发展方向。

在小导管和钢筋网片生产线上，完善自动化已成为一项核心任务。小导管、作为预应力混凝土构件的关键部分，其精确度直接影响到整体构件的质量和性能。而钢筋网片作为混凝土加固的主要材料，也对其尺寸和形状有着严格的要求。传统的生产方式，由于依赖大量的人工操作，可能会导致生产效率低下和产品质量不稳定。为解决这一问题，进行了从上料到成型的全自动化研究。这意味着从原材料进入生产线的第一步，到小导管和钢筋网片成型的最后一步，所有的操作都由机器完成，无需人工干预。通过先进的传感器技术、数控系统和自动控制技术，确保每一个生产环节都严格按照设计要求执行，从而提高产品的一致性和质量。

而在焊接领域，焊接机器人技术已经在各种应用中得到了广泛应用。但对于高速铁路构件厂来说，简单的焊接操作远远不能满足其需求。型钢拱架和格栅钢架的焊接要求极高的精度和稳定性，因为它们需要在各种复杂的环境和条件下提供稳定的支撑。为此，开展了智能型钢拱架焊接机器人和格栅钢架焊接机器人的焊接原理研究。这一研究不仅仅是对现有技术的应用，更是对焊接原理的深入探讨和创新。通过对焊接参数的精确控制、焊接过程的实时监测和焊缝质量的自动检测，确保焊接质量始终达到最高标准。此外，这些焊接机器人还具有自我学习的功能，可以根据实际焊接效果自动调整参数，以适应不同的焊接条件。

四、结论

高速铁路构件厂正在经历一个由传统生产方式向高度自动化、智能化生产方式的转变。通过对钢筋笼、钢筋网片、型钢拱架等生产线的技术研究，不仅提高了生产效率，还确保了构件的质量和性能。焊接机器人技术，特别是在型钢拱架和格栅钢架焊接中，显示了其无可替代的技术优势。而小导管和钢筋网片生产线的全自动化研究，以及智能焊接机器人的原理研究，都代表了未来制造业的发展趋势，即向更高的精度、更高的效率和更高的自动化方向发展。这些技术创新为高速铁路的安全、快捷运营提供了坚实的技术支撑。

参考文献：

[1]张赫.高速铁路装配式构件智能制造技术[J].华东科技（综合）,2021,2(1):1-2.

[2]王彬.高速铁路装配式构件智能化湿脱生产技术[J].山西建筑,2021,47(7):5.